第七章 模拟法立体测图和解析
法立体测图
立体测图方法概述
? 模拟法立体测图
? 解析法立体测图
? 数字化测图
模拟法立体测图
这是一种经典的摄影测量制图方法。它是利用两个投影器，将
航摄的透明底片，装在投影器中，再用灯光照射，用与立体电
影相似的原理，重建地面立体模型。在测绘承影面上，用一个
量测用的测绘台进行测图。这种方法曾经是测图的重要方法。
由于它是用立体型的航测仪器，模拟摄影过程的反转，所以称
为模拟摄影测量。这种方法所用的仪器类型很多,70年代后，
由于电子技术的发展，这类仪器已被解析测图仪代替。这种仪
器测绘的地形图都是线划产品，用于建立地理基础信息库时，
还需将地图进行数字化，增加了工作量。因此，目前这类仪器
都在进行技术改造，增加计算机与接口设备，甩计算机输助测
日，提高测囹效率，并使产品具有线划与数字两种形式。可直
接进入地理信息库。
模拟法立体测图原理
地面点反射出的光线，通过摄影物镜记录在感光材料上，经
摄影处理得到摄影底片。地面点 A,M,C,D等发出的光线，通
过相邻两摄影机物镜 S1和 S2，分别构像在左右像片上重叠范
围内，成为两个摄影光束。两摄影站 S1和 S2的距离是空间摄
影基线 B。光线 AS1和 AS2,CS1和 CS2等都是相应的同名光
线。且同名光线对对相交。根据摄影过程的可逆性，将底片
P1与 P2装回到与摄影机相同的两个投影镜箱内，保持两投影
机的方位与摄影时方位相同；但物镜间的距离缩小；此时投
影基线为 SS’2＝ b。在投影器上，用聚光灯照明，则两投影器
光束中所有同名光线仍对对相交，构成空间的交点，所有这
些交点的集合，构成与地面相似的光学立体模型这个过程称
为摄影过程的几何反转。这就是模拟法立体测图的原理。
模拟法立体测图过程
模拟立体测图仍是通过相对定向和绝对定向两个步骤
来恢复投影光束的方位，恢复像片的内方位元素之后，
利用投影器的运动使同名光线对对相交，完成相对定
向，建立相对立体模型。然后仍借助机械螺旋的运
动．将相对立体模型进行平移、旋转、缩放，纳入到
地面测量坐标系中，并规划为规定的比例尺，这就是
绝对定向。
（ 1）相对定向
两相邻像片任意放置在投影器上．恢复内方位元素以
后，光线经投影物镜投影到承影面上成像。这时，同
名光线不相交，即与承影面的两个交点不重合，这个
不重合其实就是存在左右视差和上下视差，当升降测
绘台时，左右视差可以消除，只存在上下视差，因此，
上下视差是衡量同名光线是否相交的标志，或者
说．若同名像点上存在上下视差，就说明没有恢复两
张像片的相对关系，即没有完成相对定向，根据这一
原则，我们可以通过运动投影器，消除同名点上的上
下视差，达到相对定向的目的。
（ 2）绝对定向
绝对定向的目的在于解求七个参数。
（ 1）将控制点根据其平面坐标按图比例尺展绘在图纸上，制成
图底。
（ 2）利用图纸的平移、旋转使其中一个控制点在承影面上的投
影与图纸上的同名控制点重合，并使高程读数与其实际高程值
相等，这就相当于解求了三个偏移参数。
（ 3）以该点为中心旋转图底，使其与另一控制点的连线与图纸
上同名连线相重合，这就意味着解求了一个旋转角参数。
（ 4）比较图底上两控制点间的长度与相应模型点投影间的长度，
两者若不相等，则沿投影基线方向移动其中一个投影器改变投
影基线的长度，直到两模型点的投影正好与图底上相应控制点
重合。这一操作相当于解求比例尺因子。
（ 5）最后将模型置平，这就解求了另外两个旋转角参数。
（ 2）解析法立体测图
解析测图仪是由一台精密立体坐标量测仪、一台电子计
算机、数控绘图桌、相应的接口设备以及软件系统组
成的测图系统。其基本组成部分如图 1所示。接口设
备有编码器和伺服系统。
解析法立体测图的几个主要步骤
（ 1）内定向
在解析测图仪上像片是任意安放在像片架上的。像片
坐标与像片架坐标间的关系依靠内定向软件来建立，
通过量测四个（或 8个）框标点的像片架坐标，其像
片坐标认为是理论值。用最小二乘法解算就可求出内
定向元素。
（ 2）相对定向
解析法立体测图系统能自动依次驱动车架到达通常的
六个标准点位，作业员每次只需消除观察点处的上下
视差，用按钮将它们记入计算机。全部点位观测完毕
后，计算机就用最小二乘法解算定向方程，并显示出
定向参数和点位的余差，由作业员判定是否需要重测。
（ 3）绝对定向
用户预先输入地面控制点坐标值。操作过程中立体
切准控制点，记入控制点观测的模型坐标，然后按最
小二乘法解算定向方程，输出定向参数和余差。
4）模型存贮与恢复
可将每个所确定的立体模型的各个参数以及有关数据存
储起来，以后需要时，可再精确恢复原来的模型，对
于解析空中三角测量而言，这个可以省去再一次相对
定向和绝对定向的操作。
5）模型点观察
在输入了像片坐标或者地面坐标后，能自动驱动到指
定的观察点位。
6）数字地面模型（ DTM）
7）空中三角测量
法立体测图
立体测图方法概述
? 模拟法立体测图
? 解析法立体测图
? 数字化测图
模拟法立体测图
这是一种经典的摄影测量制图方法。它是利用两个投影器，将
航摄的透明底片，装在投影器中，再用灯光照射，用与立体电
影相似的原理，重建地面立体模型。在测绘承影面上，用一个
量测用的测绘台进行测图。这种方法曾经是测图的重要方法。
由于它是用立体型的航测仪器，模拟摄影过程的反转，所以称
为模拟摄影测量。这种方法所用的仪器类型很多,70年代后，
由于电子技术的发展，这类仪器已被解析测图仪代替。这种仪
器测绘的地形图都是线划产品，用于建立地理基础信息库时，
还需将地图进行数字化，增加了工作量。因此，目前这类仪器
都在进行技术改造，增加计算机与接口设备，甩计算机输助测
日，提高测囹效率，并使产品具有线划与数字两种形式。可直
接进入地理信息库。
模拟法立体测图原理
地面点反射出的光线，通过摄影物镜记录在感光材料上，经
摄影处理得到摄影底片。地面点 A,M,C,D等发出的光线，通
过相邻两摄影机物镜 S1和 S2，分别构像在左右像片上重叠范
围内，成为两个摄影光束。两摄影站 S1和 S2的距离是空间摄
影基线 B。光线 AS1和 AS2,CS1和 CS2等都是相应的同名光
线。且同名光线对对相交。根据摄影过程的可逆性，将底片
P1与 P2装回到与摄影机相同的两个投影镜箱内，保持两投影
机的方位与摄影时方位相同；但物镜间的距离缩小；此时投
影基线为 SS’2＝ b。在投影器上，用聚光灯照明，则两投影器
光束中所有同名光线仍对对相交，构成空间的交点，所有这
些交点的集合，构成与地面相似的光学立体模型这个过程称
为摄影过程的几何反转。这就是模拟法立体测图的原理。
模拟法立体测图过程
模拟立体测图仍是通过相对定向和绝对定向两个步骤
来恢复投影光束的方位，恢复像片的内方位元素之后，
利用投影器的运动使同名光线对对相交，完成相对定
向，建立相对立体模型。然后仍借助机械螺旋的运
动．将相对立体模型进行平移、旋转、缩放，纳入到
地面测量坐标系中，并规划为规定的比例尺，这就是
绝对定向。
（ 1）相对定向
两相邻像片任意放置在投影器上．恢复内方位元素以
后，光线经投影物镜投影到承影面上成像。这时，同
名光线不相交，即与承影面的两个交点不重合，这个
不重合其实就是存在左右视差和上下视差，当升降测
绘台时，左右视差可以消除，只存在上下视差，因此，
上下视差是衡量同名光线是否相交的标志，或者
说．若同名像点上存在上下视差，就说明没有恢复两
张像片的相对关系，即没有完成相对定向，根据这一
原则，我们可以通过运动投影器，消除同名点上的上
下视差，达到相对定向的目的。
（ 2）绝对定向
绝对定向的目的在于解求七个参数。
（ 1）将控制点根据其平面坐标按图比例尺展绘在图纸上，制成
图底。
（ 2）利用图纸的平移、旋转使其中一个控制点在承影面上的投
影与图纸上的同名控制点重合，并使高程读数与其实际高程值
相等，这就相当于解求了三个偏移参数。
（ 3）以该点为中心旋转图底，使其与另一控制点的连线与图纸
上同名连线相重合，这就意味着解求了一个旋转角参数。
（ 4）比较图底上两控制点间的长度与相应模型点投影间的长度，
两者若不相等，则沿投影基线方向移动其中一个投影器改变投
影基线的长度，直到两模型点的投影正好与图底上相应控制点
重合。这一操作相当于解求比例尺因子。
（ 5）最后将模型置平，这就解求了另外两个旋转角参数。
（ 2）解析法立体测图
解析测图仪是由一台精密立体坐标量测仪、一台电子计
算机、数控绘图桌、相应的接口设备以及软件系统组
成的测图系统。其基本组成部分如图 1所示。接口设
备有编码器和伺服系统。
解析法立体测图的几个主要步骤
（ 1）内定向
在解析测图仪上像片是任意安放在像片架上的。像片
坐标与像片架坐标间的关系依靠内定向软件来建立，
通过量测四个（或 8个）框标点的像片架坐标，其像
片坐标认为是理论值。用最小二乘法解算就可求出内
定向元素。
（ 2）相对定向
解析法立体测图系统能自动依次驱动车架到达通常的
六个标准点位，作业员每次只需消除观察点处的上下
视差，用按钮将它们记入计算机。全部点位观测完毕
后，计算机就用最小二乘法解算定向方程，并显示出
定向参数和点位的余差，由作业员判定是否需要重测。
（ 3）绝对定向
用户预先输入地面控制点坐标值。操作过程中立体
切准控制点，记入控制点观测的模型坐标，然后按最
小二乘法解算定向方程，输出定向参数和余差。
4）模型存贮与恢复
可将每个所确定的立体模型的各个参数以及有关数据存
储起来，以后需要时，可再精确恢复原来的模型，对
于解析空中三角测量而言，这个可以省去再一次相对
定向和绝对定向的操作。
5）模型点观察
在输入了像片坐标或者地面坐标后，能自动驱动到指
定的观察点位。
6）数字地面模型（ DTM）
7）空中三角测量
